Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM
Wärmestrahlung in semitransparenten Materialien wie Glas in Kopplung mit Wärmeleitungs- und/oder Strömungsproblemen ist ein hochdimensionales nichtlineares Problem, das in vollen dreidimensionalen Geometrien zu einem kaum vertretbaren Rechenaufwand führt.
Bei uns am Institut wurde unter dem Namen RADEFF ein Verfahren zur numerischen approximativen Lösung der Strahlungstransportgleichung entwickelt. RADEFF beruht auf einer formalen Integration der Strahlungstransportgleichung, die auf eine neuartige Approximation der Quell- und Diffusionsterme in den Energiebilanzen führt.
Basis von maßgeschneiderten Simulationslösungen für den Wärmetransport
Insgesamt ist das Verfahren, wie Anwendungsbeispiele zeigen, ein guter Kompromiss zwischen schnellen aber groben Verfahren (z.B. Rosseland-Approximation) und genauen aber aufwendigen Verfahren (z.B. DOM - Diskrete Ordinate Methode). Es berücksichtigt sowohl wellenlängenabhängige Absorption als auch alle Geometrieinformationen.
Bei hinreichend guter Genauigkeit ist RADEFF dabei bis zu zehnmal schneller als die klassische DOM. Das Verfahren ist als UDF (User Defined Function) in FLUENT implementiert und bietet so für Unternehmen die Basis von maßgeschneiderten Simulationslösungen für den Wärmetransport in semitransparenten Materialien.